装配式框架结构隔震体系抗倒塌能力研究
CSTR:
作者:
作者单位:

1.西北民族大学 土木工程学院, 甘肃 兰州 730030 ; 2.兰州工业学院 土木工程学院, 甘肃 兰州 730050

作者简介:

吴忠铁(1982-),男,博士,教授,主要从事工程结构减隔震控制和装配式建筑研究。E-mail:wuzhongtie1982@163.com。

通讯作者:

中图分类号:

TU398+.6

基金项目:

国家自然科学基金(51868067);甘肃省第二批陇原青年英才项目(XBMU-2024-BB-15);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(31920230181);甘肃省自然科学基金项目(20JR5RA508,25JRRA226);甘肃省建设科技攻关项目(JK2023-13);甘肃省高等学校创新基金项目(2022B-248);甘肃省教育厅创新之星项目(2025CXZX-258);兰州工业学院青年科技创新项目(2023KJ-05);西北民族大学重点示范教学团队项目(2024SFTD-03);甘肃省高等学校人才培养质量提升项目(2024185-100); 西北民族大学重点示范教学团队项目(2024SFTD-03)


Collapse resistance capacity of isolation systemsfor prefabricated framed structures
Author:
Affiliation:

1.School of Civil Engineering, Northwest Minzu University, Lanzhou 730030 , Gansu, China ;2.School of Civil Engineering, Lanzhou Institute of Technology, Lanzhou 730050 , Gansu, China

Fund Project:

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    摘要:

    为研究装配式框架结构隔震体系的抗倒塌能力,利用PKPM软件设计了一个典型装配式框架结构隔震体系(ISPFS)模型。采用ETABS有限元软件建立相应的有限元模型,并对其进行增量动力分析(IDA)。以层间位移为损伤指标,获得模型在四个性能水准下的易损性曲线,研究其易损性特点,利用安全储备系数(CMR)评价其抗倒塌能力。结果表明:装配式框架结构隔震体系主要存在上部结构失效、橡胶支座失效、隔震支墩(柱)失效三种失效模式,而橡胶支座失效是主要倒塌模式。控制橡胶支座的损伤是提升模型整体抗倒塌性能的关键,在罕遇地震下其安全储备系数为3.7,满足结构抗倒塌安全储备系数2.7的建议需求。同时,在极罕遇地震下模型仍然具有很好的抗倒塌能力。

    Abstract:

    An investigation was conducted to ascertain the collapse resistance capacity of the seismic isolation system of prefabricated frame structures (ISPFS). To this end, a representative ISPFS model was designed using PKPM software. A corresponding finite element model was established using ETABS software, and incremental dynamic analysis was conducted. The structural vulnerability characteristics were studied by obtaining fragility curves under four performance levels with inter-story drift as the damage index. The collapse resistance capacity was evaluated using the collapse margin ratio (CMR). The results demonstrate that the ISPFS exhibits three primary failure modes: superstructure failure, rubber bearing failure, and isolation pier (column) failure, with the latter being the dominant collapse mode. The study's findings underscore the critical importance of effectively managing rubber bearing damage in enhancing the system's overall collapse resistance. In the context of rare seismic events, the structure demonstrates a CMR of 3.7, which meets the recommended requirement of 2.7 for structural collapse safety. Additionally, it exhibits exceptional resilience to seismic events, maintaining its structural integrity during rare seismic events.maintains excellent collapse resistance capacity under extremely rare earthquakes.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

吴忠铁,范萍萍,李阳,等.装配式框架结构隔震体系抗倒塌能力研究[J].地震工程学报,2026,48(1):25-35. DOI:10.20000/j.1000-0844.20250312003

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  • 收稿日期:2025-03-12
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  • 在线发布日期: 2025-12-15
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